液晶特性研究

1、TN型液晶特性的研究项目名称：TN型液晶特性的研究专 业：光信息科学与技术指导教师：背景：在1888年，奥地利植物学家Reinitzer合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点。把它的固态晶体加热到145时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到175时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由此而取名为Liquid Crystal，即液晶。液晶可分为热致液晶和溶致液晶。热致液晶：其受温度的控制。目前用的较多的是热致液晶。溶致液晶：根据浓度情况而取液晶态的则称为溶致液晶。液晶

2、的其分子形状呈棒状，其排列结构呈现一定的有序性。液晶按其长棒分子的长轴取向（积聚状态）的不同又可分为向列型、近晶型、胆甾型三种。向列型（丝状）液晶：分子长轴互相平行，但不排列成层，分子可上下、左右、前后移动，大块样品呈浑浊状态。向列型液晶显示正单轴晶体的双折射性质。近晶型（层状）液晶：棒状分子排列成层状，分子的长轴方向几乎与层面垂直，分子间作用力弱，各层面容易滑动。因而呈现二维流体的性质，具有高粘度特点，在光学上显示出正单轴晶体的双折射性质。胆甾型（螺旋状）液晶：二维向列型液晶层叠加形成的结构，液晶整体形成螺旋结构，扭曲一周时叠层厚度的一半为一个螺距，近似于可见光波长量级。这种结构是胆甾型液晶

3、具有很大的旋光能力，并可以左右旋之，且螺距随外界条件变化的改变，出现液晶的色的变化。这种液晶显示负单轴晶体的双折射性质。液晶特性液晶的电光效应：是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象。热光效应激光写入型胆甾热变色型电流效应动态散射型（DS）电场效应扭曲向列型（TN）垂直排列相畸变效应型（ECB）宾主效应型（GH）相变型（PC）铁电效应型（FLC）超扭曲向列型（STN）聚合物分散型（PDLC）其中应用较广的有：TFT型主要用于液晶电视、笔记本电脑等高档产品；STN型主要用于手机屏幕等中档产品；TN型主要用于电子表、计算器、仪器仪表、家用电器等中低档产品，是目前应用最普遍的液晶

4、显示器件.液晶的热光效应：热光效应是通过加热或冷却的手段来改变液晶分子的排列状态，从而使其光学性质发生变化的现象。表现出明显的热光效应的晶体有近晶型液晶和胆甾型液晶。在给出温度变化的同时外加电场，这是产生的光学效应称为电光热效应。动态散射效应（DS）：将向列型液晶薄层注入带有透明电极的液晶盒内，施加电压时，液晶层中建立的直流电场，导致液晶本身后杂质的离子型空间电荷移动。所加电压超过液晶的阈值电压时，液晶折射率发生改变，形成若干个散射中心，透明的液晶变为浑浊。切断电源后，又恢复到透明状态，这一现象称为向列型液晶的动态散射效应。扭曲向列型场效应(TN)：将两块偏光镜P1和P2互呈九十度平行摆放。在

5、偏光镜P1，P2间注入液晶LC，在不通电时液晶分子呈螺旋状排列，使光线逐渐扭曲透过偏光镜。通电的情况下液晶分子会因电场作用顺偏光镜法线方向排列，由于两块偏光镜呈九十度，这时光线不能透过偏光镜。这种现象称为扭曲向列型效应。垂直排列相畸变效应（ECB）:向列型液晶具有单轴晶体的双折射性。当外加电压超过阈值电压时，分子发生旋转，分子长轴会偏离电场方向一定角度，角度随电压的增大而增大，使得入射线偏振光由于双折射变为椭圆偏振光，从而有光透过检偏器，当角度为九十度，透射光强度最大，液晶盒完全透明。如果继续加大电压，将产生动态散射现象，液晶盒又变暗。这种效应也称电控双折射效应。TN的视角:根据入射光的偏振方

6、向，TN液晶盒有两种 工作模式。入射光偏振方向平行于基片上液晶分子的长轴方向时，为E模式；入射光偏振方向垂直于基片上液晶分子的长轴方向时，为O模式。液晶的响应时间响应时间：一般是采用指向矢响应时间来估计，实际上应该为光学响应时间。是液晶显示器各象素点对输入信号反应的速度，即象素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间。响应时间越小则使用者在看动态画面时越不会有尾影拖拽的感觉。一般将响应时间分为两个部分：上升时间（Rise time）和下降时间（Fall time）；我们所说的响应时间指的就是两者之和。 灰阶响应阶段（GTG）：表示液晶单元从一个角度转换到另一个角度所需时间，即画面变化有灰阶到灰阶的转换。灰阶响应时间效果最能反映动态显示。一般显示器厂商在性能参数上标识的响应时间都为灰阶响应时间。液晶物理特性有序参量：液晶，其分子的质心在整个体系里是无序的，无论用什么方法，在什么条件下，液晶分子的排列都不可能百分百的一致。称这种分子排布的有序程度为“有序参量”，用”S”表示。有序参量与液晶材料、温度有关，温度上升时，有序参量下降，会导致液晶显示器显示质量的下降。液晶的各向异性介电异向性光学折射率各向异性液晶的连续体理论液晶分子排列发生变化的临界电场液